Question

某化学兴趣小组拟用下图装置测定某粗锌样品中锌的质量分数。他们查阅资料后获知该粗锌样品中的其他成分不能与稀盐酸反应。请填写以下实验报告。

（1）实验目的：                          。

（2）实验步骤：

①称取10.0g粗锌置于铜网中，按图示装置组装后，称得仪器和药品总质量为120.0g。

②将铜网插入足量的稀盐酸中，有关反应的化学方程式为                        。

③反应完全后，称得装置总质量为119.8g，则粗锌中锌的质量分数为                 。

（3）问题探究：（已知碱石灰是NaOH和CaO的混合物，常用于干燥、吸收气体）

①该实验若不用碱石灰，则所测得的粗锌中锌的质量分数将         （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）；

②若将粗锌换成某含有杂质的石灰石样品（杂质也不与稀盐酸反应），判断该实验方案能不能用于石灰石样品中CaCO₃质量分数的测定，并说明理由____________________。

Answer

（1）测定粗锌样品中锌的质量分数（或纯度）

（2）②Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑③65%

（3）①偏大②不能，碱石灰能吸收反应生成的CO2

【解析】

试题分析：（1）根据题意可知该实验的所以目的是测定粗锌样品中锌的质量分数；

（2）由于粗锌中的杂质不与稀盐酸反应，Cu也不与稀盐酸反应，所以发生的反应只有Zn与稀盐酸的反应，化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；原装置的总质量是120.0g，反应完全后变为119.8g，说明产生的氢气的质量是120.0-119.8=0.2g，其物质的量是0.1mol，则参加反应的Zn的物质的量是0.1mol，质量是0.1mol×65g/mol=6.5g，所以粗锌中锌的质量分数是×100%=65%；

（3）①若该实验中不用碱石灰，则放出的氢气会带走部分的水蒸气，造成反应完全后整个装置的质量减少，即反应前后装置的质量差偏大，产生的氢气偏多，所以所测得的粗锌中锌的质量分数将偏大；②若将粗锌换成某含有杂质的石灰石样品，由于石灰石与盐酸反应产生二氧化碳气体，碱石灰也能吸收二氧化碳，不能确定氢气的质量，所以不能测定粗锌中锌的质量分数，因此不能将粗锌换成某含有杂质的石灰石样品。

【考点定位】考查学生的分析思维能力，对实验误差的分析，质量分数的计算

【名师点晴】、解答综合性实验设计与评价题的基本流程

原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为：

（1）实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？

（2）所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择）。

（3）有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。

（4）有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。

（5）实验现象：自下而上，自左而右全面观察。

（6）实验结论：直接结论或导出结论。